Enunciado

Nos problemas 1-10, determine os pontos singulares de cada equação diferencial. Classifique cada ponto singular como regular ou irregular.

x 3 y ' ' + 4 x 2 y ' + 3 y = 0

Passo 1

E aíí meu caro amigo, vamos lá?

Antes, vamos lembrar que nossa equação pode ser escrita assim:

a 2 ( x ) y ' ' + a 1 ( x ) y ' + a 0 ( x ) y = 0

E que P x = a 1 x a 2 ( x ) e Q x = a 0 x a 2 ( x )

Para que x = x 0 seja um ponto singular regular, x - x 0 deve ter multiplicidade menor ou igual a 1 no denominador de P ( x ) e menor ou igual a 2 no denominador de Q ( x )

Então vamos lá!

Passo 2

Pra começar, vamos encontrar os pontos singulares, e aí depois vamos classificar em regulares ou irregulares.

Temos um ponto singular em:

x 3 = 0

x = 0

Ou:

4 x 2 = 0

x 2 = 0

x = 0

Então, nosso único ponto singular é x = 0 , vamos classificar agora

Passo 3

Na nossa equação, temos

P x = 4 x 2 x 3 = 4 x

Q x = 3 x 3

O termo x - x 0 = x - 0 = x aparece com multiplicidade 1 no denominador de P ( x ) e com multiplicidade 3 no denominador de Q ( x ) , o que vai contra os requisitos de regularidade do passo 1

Então, x = 0 é um ponto singular irregular.

Resposta

S i n g u l a r   i r r e g u l a r : x = 0

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